PROPIEDADES BIOQUÍMICAS DE LOS AMINOACIDOS

Arturo Acosta Argel, Lizeth Johana Cardozo Gil, Carlos Maury Fals, Jennifer Ordosgoitia. Programa de Química, Laboratorio de Bioquímica, Universidad del Atlántico,

Barranquilla, Colombia.

ljcardozog@hotmail.com; Arthur_aaa4@hotmail.com; carlosmaury22@hotmail.comjifer_1206@hotmail.com

RESUMEN

Se evaluó las propiedades bioquímicas de los aminoácidos para lo cual se empleo el amino acido Arginina, mediante una con valoración con hidróxido de sodio en presencia y ausencia de formaldehido con lo cual se construyo una grafica de valores de pH vs volumen en mL, con el fin de comprobar el carácter anfiprotico de la Arginina y con esta información se calculo el punto isoeléctrico y los diferentes pK de la Arginina.

PALABRAS CLAVES: anfiprotico, punto isoeléctrico, aminoácidos.

ABSTRACT

We evaluated the biochemical properties of amino acids for which use the amino acid arginine, by titration with sodium hydroxide in the presence and absence of formaldehyde thereby construct a graph of pH vs. volume in ml, with the order to ascertain the nature of Arginine amphiprotic and this information was calculated isoelectric point and the different pK of arginine.

Keywords: amphiprotic, isoelectric point, amino acids.

INTRODUCCIÓN.

Las propiedades de los aminoácidos derivan de su estructura química.

Recordemos que son moléculas que cuentan con un grupo ácido (carboxilo) –COOH y un grupo amina –HN2. Estos grupos están unidos a un carbono denominado carbono a. Este carbono se une también a un átomo de hidrógeno (H) y a una cadena lateral variable que identifica y da propiedades características a cada uno de los aminoácidos.

Entre las propiedades de los aminoácidos se pueden destacar las siguientes:

Carácter anfótero. Una molécula se denomina anfótera cuando puede comportarse como un ácido o como una base dependiendo del pH del medio donde se encuentre. Éste es el caso de los

aminoácidos: al tener un grupo carboxilo pueden desprender protones (H+) por lo que tienen carácter ácido; por otra parte, al poseer un grupo amino, son capaces de aceptar protones (H+) y, por tanto, también tienen carácter  básico.

Al pH existente habitualmente en los medios biológicos, cercano a la neutralidad (pH=7)  ambos grupos suelen estar ionizados y los aminoácidos aparecen como iones dobles (esto se suele llamar ión zwitterión, que procede del griego “hermafrodita”).

A un pH más ácido, los aminoácidos tendrán carga neta positiva, pues los H+ del medio son captados por el grupo carboxilo ionizado, neutralizando éste y quedando únicamente la carga del grupo amino.

Por el contrario, en un pH más básico, el grupo amino cederá un H+ al medio y el aminoácido quedará con carga negativa.

La cadena lateral (R) puede tener grupos ionizables que participan en la carga eléctrica del aminoácido.[1]

El valor de pH para el cual un aminoácido tiene carga neta 0, es decir, posee tantas cargas positivas como negativas, se denomina punto isoeléctrico. El punto isoelétrico (pI) se define como el pH en el que los aminoácidos naturales o cualquier otra especie anfótera tiene carga 0.

Para hallar el punto isoeléctrico de un aminoácido hay que calcular sus pKa experimentalmente, sumarlos y dividirlos entre dos:[2]

pI = (pKa¹ + pKa²)/2

Como cada aminoácido presenta un punto isoeléctrico diferente, ya que posee cadenas laterales distintas, se puede uti-lizar un método de separación de aminoácidos, denominado electroforesis, que se basa en este concepto. Dicho método consiste en situar una disolución de los aminoácidos que se quieren separar en un campo eléctrico. Los aminoácidos con carga neta negativa se desplazarán hacia el ánodo, mientras que los que tengan carga positiva lo harán hacia el cátodo y los que se encuentren en su

punto isoeléctrico no se moverán. Al modificar el pH de la disolución, las cargas de los aminoácidos irán variando y se podrán separar en el campo eléctrico.

La Arginina es uno de los 20 aminoácidos que se encuentran formando parte de las proteínas. En el tejido hepático, la Arginina puede ser sintetizada en el ciclo de la ornitina (o ciclo de la urea). Se clasifica, en población pediátrica, como un aminoácido esencial. Este aminoácido se encuentra involucrado en muchas de las actividades de las glándulas endocrinas. La Arginina posee un punto isoeléctrico de 10,76. [3]

MATERIALES Y REACTIVOS.

Vasos precipitados de 100 y 500 mL.

Pipetas graduadas de 1 mL. Bureta de 25mL. Soporte universal y pinzas. Frasco lavador. Auxiliar de pipeteo. pH-metro digital. Agitador magnetico. Arginina 0,025 mol/L. HCL 0.01 M. NaOH 0.01 M. Formaldehido 37% neutralizado. Indicador fenolftaleína. Agua destilada. Papel milimetrado. Curvígrafo.

PROCEDIMIENTO.

Parte 1: Titulación de una solución de Arginina con NaOH en ausencia de formaldehido.

a. Se adicionaron 25 mL a un erlenmeyer de 250 mL, posteriormente se le agregaron tres gotas de fenolftaleína y se procedió a valorar con HCl 0.1 M hasta un pH de 2.0. realizando mediciones de pH cada 0.5 mL de HCl 0.1 M adicionado.

b. La solución anterior se titulo con NaOH 0.1 M hasta un pH de 12. Realizando mediciones de pH cada 0.5 mL de NaOH 0.1 M adicionado.

Parte 2: titulación de una solución de Arginina en presencia de exceso de formaldehido.a. Se tomaron 25 mL de la

solución de Arginina 0.025M y se le adiciono 5.0 mL de formaldehido al 37%.

b. Se realizo el mismo procedimiento descrito en la parte 1.

RESULTADOS Y DISCUCION

Grafica 1.

Grafica 2.

se graficaron los valores de pH vs los equivalentes de OH- para calcular el punto isoeléctrico pI (grafica 1) de la Arginina que es de 10.76 el cual se encuentra ubicado entre pK2 (8.99) y pK3

(12.489).

Analizando la grafica se puede evidenciar que mediante la valoración del aminoácido “Arginina” no se alcanzo el pK3 y tampoco el punto isoeléctrico de la Arginina, esto se debe a que la

Arginina tal como la Histidina y la Lisina son aminoácidos esenciales básicos.

Esta información no se tuvo en cuenta al momento de realizar la valoración para calcular el punto isoeléctrico de la Arginina. Mayoría de los aminoácidos responden a un punto isoeléctrico entre 5.07 y 6.02.

Se sugiere tener en cuenta el carácter (acido o básico) del aminoácido cuando se realicen este tipo valoraciones en la cual se tiene como objetivo es encontrar el punto isoeléctrico de los aminoácidos esenciales y verificar el carácter anfiprotico de estos.

Respecto a la grafica 2 con el formaldehido, esté ayuda a que el aminoácido sea fácilmente protonable y desprotonable, dándole estabilidad al medio, lo cual se pudo observar en la grafica 2 donde se pueden evidenciar más claramente los puntos de inflexión de la curva.

En ninguna de las valoraciones se alcanzo la forma zwitterion de la Arginina debido a que es un aminoácido de carácter básico y la valoración se realizo hasta un pH de 10.3 y el punto isoeléctrico sobrepasa ese valor “10.76”

CONCLUSIÓN

Después de haber analizado los resultados obtenidos podemos concluir: mediante una valoración con acido o una base podemos obtener las especies protonadas del aminoácido gracias a que tiene un grupo carboxilo que pueden desprender protones (H+) por lo que tienen carácter

ácido; por otra parte, al poseer un grupo amino, son capaces de aceptar protones (H+) y, por tanto, también tienen carácter  básico.

Mediante esta valoración también se puede llegar a un estado de equilibrio donde encontramos la especie zwitterion donde identificamos el punto isoeléctrico del aminoácido.

Se debe tener en cuenta el carácter acido o básico del aminoácido el cual está directamente relacionado con el punto isoeléctrico del aminoácido.

El formaldehido le aporta estabilidad a las especies protonadas.

BIBLIOGRAFIA.

[1]http://biologia.laguia2000.com/bioquimica/propiedades-de-los-aminoacidos

[2]http://www.saberespractico.com/estudios/universidad/bioquimica-universidad/punto-isoelectrico-de-los-aminoacidos-naturales/

[3]http://es.wikipedia.org/wiki/Arginina#cite_note-5

[4] Guía de laboratorio de Bioquímica.